新型纤维增强沥青路面的研究 ..doc

　　新型纤维增强沥青路面的研究 . ;　μ/μ0＝1/(1＋cp)（1） 式中　k，k0———分别为复合材料的有效体积模量和基体的体积模量； μ，μ0———分别为复合材料的有效剪切模量和基体的剪切模量； c———为增强体积百分含量。纤维沥青混凝土中，沥青混凝土为基体，纤维为增强体。 p＝p2/p1　q＝q2/q1（2） 式中 p1＝1＋c［2（s1122＋s2222＋s2233－1）（a3＋a4）＋（s1111＋2s2211－1）（a1－2a2）］/3a p2＝［a1－2（a2－a3－a4）］/3a（3） q1＝1－c｛2/5[(2s1212－1)/[2s1212＋μ0/（μ1－μ0）]]＋1/3 (2s2323－1)/[2s2323＋μ0/（μ1－μ0）]－1/15a#215;［（s1122－s2233） （2a3－a4＋a5a）＋2（s1111－s2211－1）#215;（a1＋a2）＋（s1122－s2222＋1）（2a3－a4＋a5a）］｝ q2＝－2/5[2s1212－1/ 2s1212＋μ0/（μ1－μ0）]－1/3 [1/2s2323＋μ0/（μ1－μ0）]＋1/15a#215;［2（a1＋a2－a3）＋a4＋a5a）］（4） s1111＝0，　s2211＝s3311＝v0/[2（1－v0）] s2222＝s3333＝(5－4v0)/[8（1－v0）]，s2323＝(3－4v0)/[8（1－v0）] s2233＝s3322＝(4v0－1)/[8（1－v0）]，s2323＝(3－4v0)/[8（1－v0）] s1122＝s1133＝0，s1212＝s1313＝1/4（5） a1＝6（k1－k0）（μ1－μ0）（s2222＋s2233－1）－2（k0μ1－k1μ0）＋6k1（μ－μ0） a2＝6（k1－k0）（μ1－μ0）s1133＋2（k0μ1－k1μ0） a3＝－6（k1－k0）（μ1－μ0）s3311－2（k0μ1－k1μ0） a4＝6（k1－k0）（μ1－μ0）（s1111－1）＋2（k0μ1－k1μ0）＋6μ1（k1－k0） a5＝1/［s3322－s3333＋1－μ1/（μ1－μ0）］ a＝6（k1－k0）（μ1－μ0）［2s1133s3311－1）（s3322＋ s3333－1）］＋2（k0μ1－k1μ0）［2s1133＋s3311）＋s1111－ s3322－s3333）］－6k1（μ1－μ0）（s3333－1）－6μ1（k1－k0） （s2222＋s3322－1）－6k1μ1（6） 材料参数见表2，根据以上公式得到含 纤维沥青混凝土的劲度模量随温度和纤维含量的变化如图1。 1．2　劈裂试验 沥青混合料的劈裂试验（t0716—93）是对规定尺寸的圆柱体试件，通 过一定宽度的圆弧形压条施加载荷，将试件劈裂直至破坏的试验。试验 时，对试件施加50mm?min的等速载荷，在温度为15℃条件下，按林绣 贤［3］推荐的计算方法和简化公式，计算其沥青混合料的劈裂强度σ t和（0．1～0．4）p弹性阶段的模量e。弹性模量是应力与总应变的比 值，总应变包括了弹性、粘弹性与粘塑性变形。 　　σt＝0．006151p/h 　　e＝3．588/h#215;p/y（7） 式中　σt———为劈裂强度，pa； e———为弹性模量，pa； p———为最大载荷值，n； h———为试件高度，cm； p———为（0．1～0．4）p载荷对应的竖向位移，cm。 试验和理论计算结果见表3。 图1　含纤维沥青混凝土劲度模量随温度和纤维含量的变化示意 1．3　结果分析 从表3的结果可以看出，纤维的质量含量为0．2％时，复合材料的理论 计算结论和劈裂试验的结果非常接近。而纤维的质量含量为0．3％、0 ．5％时，复合材料理论计算结果和劈裂试验的结果差别很大。从复合 材料理论上分析，纤维含量越高，复合材料的有效弹性模量应越大，而 试验结果却不是这个结论。分析如下：当纤维质量含量为0．2％时，纤 维对沥青的弹性模量有所改变，又不改变沥青混凝土的粘结力。纤维含 量增加到一定程度时，使沥青混凝土的粘性减弱，即骨料之间的粘结力 减弱，使材料发生松散，从而增加了混合料中的微裂缝，故使材料的弹 性模量降低。因此，本文认为，纤维的质量含量为0．2％是最佳的纤维含量。 2　疲劳寿命的计算与分析 2．1　表面裂缝模型 本文以沈大路沈鞍段的预锯缝工程为例提出表面裂缝模型如图2所示。 本文共2页: 第 1 [2] 页;（8） 式中　ωc———为材料破坏时的损伤因子值，本文分析中取ωc＝0．85。 经过分析比较，本文用sidoroff（西多霍夫）损伤 模型［6］确定损伤因子： ω＝0　　　当ε≤ε0 ω＝1－（ε0/ε　）2　当ε＞ε0（9） 式中　ε0———是损伤发生时的